新型磷氮系阻燃劑的合成、結(jié)構(gòu)及阻燃性能研究.pdf

1、現(xiàn)今，高分子材料廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，特別是在建筑、交通、電子電器及日用制品等方面的大量使用，使得這類材料由于易燃性造成的火災(zāi)危害大大增加了。這促使世界范圍的材料阻燃防火呼聲日益高漲，許多國(guó)家制訂了相應(yīng)的法規(guī)和政策，直接推進(jìn)了阻燃化學(xué)品的研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用。 新世紀(jì)的阻燃劑研究更加注重環(huán)保問(wèn)題，人們希望它不但使材料有較高的阻燃級(jí)別而且對(duì)人是低毒的，對(duì)環(huán)境是不造成二次危害。磷氮系阻燃劑作為一類集炭源、酸源、氣源于一體的

2、無(wú)鹵低毒性阻燃劑，顯示出良好的阻燃效果和應(yīng)用前景。從20世紀(jì)60年代至今，隨著研究人員的不斷努力，新型磷氮系膨脹型阻燃劑品種不斷出現(xiàn)。 文獻(xiàn)表明，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的多為低相對(duì)分子質(zhì)量、液態(tài)易“遷移”、揮發(fā)性大、耐熱性差、易劣化制品物理性能的廉價(jià)阻燃劑。為了改善這些性能，我們?cè)O(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)對(duì)稱、相對(duì)分子質(zhì)量高、熱穩(wěn)定性大等特點(diǎn)的三個(gè)系列三十個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的化合物： (Ⅰ)2，4，8，10-四氧雜-3，9-二磷雜螺環(huán)[5.5]十一烷-3

3、，9-二氧-3，9-二取代芐腙 (Ⅱ)N-(5，5-二甲基-4-取代苯基-1，3，2---氧磷雜環(huán)己基)取代芐腙 (Ⅲ)N，N-雙(5，5-二甲基-4-取代苯基-2-氧代-1，3，2-二氧磷雜環(huán)己基)-4，4'-對(duì)二苯基甲烷 同時(shí)對(duì)反應(yīng)條件和后處理方法進(jìn)行了探討和改進(jìn)，采用IR、1HNMR、MS和元素分析等方法對(duì)化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。分析結(jié)果表明合成的化合物結(jié)構(gòu)和預(yù)期目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)一致。培養(yǎng)出一個(gè)典型化合物的單

4、晶并進(jìn)行了X-ray衍射進(jìn)一步證實(shí)了化合物的結(jié)構(gòu)。 對(duì)部分化合物進(jìn)行了熱重(TG)和差熱(DSC)分析，以評(píng)價(jià)其熱穩(wěn)定性，結(jié)果表明這些化合物都在200℃以上開(kāi)始分解，具有較好的熱穩(wěn)定性，在220～400℃迅速降解出現(xiàn)強(qiáng)的吸熱峰，與大多數(shù)高分子材料的熱降解溫區(qū)重疊，具有較好的阻燃配伍性，600℃時(shí)殘?zhí)苛吭?0％以上，具有較好的成炭作用。 將以上三個(gè)系列的化合物分別應(yīng)用于醇酸清漆、環(huán)氧樹(shù)脂(E-44)中進(jìn)行初步阻燃性能測(cè)試。

5、在阻燃醇酸清漆時(shí)，當(dāng)添加量為1％時(shí)可使木條自熄時(shí)間在2s內(nèi)；按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2408-80水平燃燒試驗(yàn)將其應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂(E-44)中進(jìn)行阻燃測(cè)試，大多數(shù)化合物在添加量為10％時(shí)，均能達(dá)到自熄的效果，樣條的燃燒長(zhǎng)度在10～25mm之間，燃燒過(guò)程中有發(fā)泡膨脹現(xiàn)象，樣品離火后迅速炭化自熄，無(wú)熔滴、彎卷現(xiàn)象，發(fā)煙量小，是較好的膨脹型阻燃劑。阻燃效果第三系列優(yōu)于第一和第二系列，這可能是因?yàn)榈谌盗谢衔锊坏哂袑?duì)稱的分子結(jié)構(gòu)，而且分子中含有更多